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Claude Cohen-Tannoudji, prix Nobel de physique 1997, retrace son itinéraire personnel et scientifique et un demi-siècle d'évolution de la physique quantique. Sur ce sujet nul n'est mieux placé que lui, qui en a extrait les applications les plus caractéristiques et les plus étonnantes à la fois: la domestication –; et en particulier le refroidissement –; des atomes à l'aide de la lumière. La genèse de ces résultats révolutionnaires –; dont les applications commencent seulement à poindre aujourd'hui –; constitue un témoignage unique sur le développement de la physique et des techniques du XXè siècle.

L'Univers a-t-il une forme ? En s'intéressant au contenu visible de l'univers, aux planètes, aux étoiles et aux galaxies, on oublie parfois le contenant invisible, l'espace lui même. Celui-ci est-il un simple réceptacle passif ? A-t-il une forme, une structure ? Est-il fini ou infini ? Est-il courbe, plat, lisse ou grumeleux ?Une présentation des différents modèles cosmologiques. Jean-Pierre Luminet présente les grandes lignes des démarches cosmologiques actuelles et des formes possibles de l'univers.

Les secrets de la matière et les premiers instants de l'univers. L'accélérateur de particules du CERN, le L.H.C., ('Large Hadron Collider'), est la machine la plus grande, la plus chère, la plus puissante jamais construite par l'homme. Son but est d'accélérer deux faisceaux de protons, (des constituants des noyaux atomiques), en sens inverse, et de les porter à une collision frontale. Les physiciens veulent étudier les produits de cette gigantesque collision. Pourquoi? On peut y répondre de deux façons.

Trous noirs, exoplanètes, les nouvelles techniques d'observation en astronomie ont permis d'extraordinaires découvertes. Une résolution beaucoup plus fine des images. Durant les dernières décennies, de nouveaux instruments d'observation situés sur Terre et dans l'espace ont, grâce à des progrès dans la résolution des images, donné lieu à des découvertes extraordinaires. Trous noirs et exoplanètes : des découvertes extraordinaires. Pierre Léna décrit ici ces innovations instrumentales et s'attarde sur deux découvertes majeures récentes.

Un aperçu lumineux et accessible de la recherche en physique quantique aujourd'hui. Le monde quantique Depuis le début du XXe siècle la physique quantique nous a révélé le monde étrange de l'infiniment petit. Dans celui-ci les certitudes de notre monde de tous les jours se brouillent. Les particules de matière ou de lumière n'y obéissent pas aux lois qui nous sont familières. A cette échelle microscopique, elles existent à la fois sous forme d'ondes et de particules, se manifestent simultanément dans des états différents, semblent être partout à la fois. Une nouvelle logique de la matière.

Einstein et l'espace-temps. Jusqu'aux premières années du XXe siècle, l'espace et le temps sont perçus comme les catégories préexistantes dans lesquelles se manifeste tout le contenu de l'univers : la matière sous toutes ses formes et la force à l'origine de toutes les interactions de la matière. Relativité et théorie quantique Les révolutions conceptuelles du début du XXe siècle initiées par Einstein, relativité et théorie quantique, vont changer radicalement ces notions et les relations qu'elles entretiennent entre elles.

Un entretien entre Pierre Gilles de Gennes et Sydney Leach dans lequel les deux physiciens revisitent le parcours du prix Nobel de physique 1991 de la matière molle aux "objets de mémoire" en passant par les cristaux liquides.

Une demande en forte croissance La demande d'énergie devrait croître de 60% d'ici à 2030 sous l'effet conjugué de la croissance de la population mondiale et de la croissance de la consommation énergétique par habitant. Or c'est précisément la consommation énergétique, largement dominée par les énergies fossiles, pétrole notamment, qui produit le gaz carbonique qui détériore notre environnement. Concilier croissance économique et protection de l'environnement est donc un enjeu majeur des prochaines décennies.

Sommes nous seuls dans l'Univers ? Un grand scientifique français nous apporte des éléments de réflexion pour répondre à cette question fondamentale. Cette quête se concentre avant tout sur la chimie du carbone et sur l'eau, les ingrédients à partir desquels la vie s'est développée sur terre. Les exobiologistes sont donc les " sourciers de l'espace " et leurs candidats dans le système solaire sont Mars et les lunes de Jupiter et de Saturne. Ils scrutent également les exo-planètes récemment découvertes hors du système solaire.

Au début du 17è siècle, Galilée est le fondateur emblématique de la science moderne. Par ses observations astronomiques, il nous fait passer du monde clos et géocentrique hérité de l'Antiquité à l'Univers pluri-centrique et infini d'aujourd'hui.C'est aussi le premier physicien véritablement expérimentateur, qui posera les bases de la mécanique moderne et de la théorie de la résistance des matériaux.

La révolution néolithique qui a lieu entre -10 000 et – 5 000 avant notre ère en plusieurs endroits du globe, est le moment le plus décisif de l'histoire humaine. C'est le passage de la cueillette et de la chasse à l'invention de l'agriculture et de l'élevage. Jean-Paul Demoule présente ici les raisons climatiques, environnementales et culturelles de cette révolution. Des conséquences infinies. Ses conséquences sont multiples et nous les observons chaque jour : explosion démographique, migrations, sédentarisation, naissance des villes et de l'écriture, essor des violences entre communautés.

Nombres premiers, irrationnels... Les nombres révèlent des structures et une diversité surprenantes. Ils ont fasciné tous les mathématiciens, de Platon jusqu'aux plus modernes. Jean-Pierre Kahane nous initie ici à quelques uns de leurs mystères. Jean-Pierre Kahane nous convie ici à une promenade dans les nombres. Accompagné de Pythagore, Euclide, Théétète et Platon il nous emmène vers les irrationnels et les nombres premiers.

Une histoire de la biologie. Depuis le XIXe siècle, la biologie se développe dans un cadre théorique dominé par la physique et les mathématiques. Cette subordination théorique ne permet de rendre compte qu'imparfaitement des spécificités du vivant que sont notamment la reproduction et le développement des formes organiques. La génétique, l'évolution et le développement.

Comment nourrir la planète en 2050 et assurer les ressources en eau quand il y aura 9 milliards d'habitants sur terre, et que le climat se sera modifié ? De nombreux facteurs à considérer Les auteurs examinent les tendances démographiques, l'incidence du changement climatique et l'effet de la mise en culture de nouveaux territoires sur le climat. Ils estiment ensuite les besoins par continents en tenant compte de l'évolution des habitudes alimentaires, et des méthodes de production.

La colonisation de la planète. Les micro-organismes vivants sont présents à la surface du globe depuis environ 3,8 milliards d'années. Ils ont progressivement colonisé toute la planète, s'adaptant par mutations et associations à tous les milieux et évoluant vers des formes plus sophistiquées. Notre dépendance vis à vis des bactéries Les bactéries sont à l'origine de l'accumulation de l'oxygène dans l'atmosphère, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles formes de vie plus complexes et finalement à l'espèce humaine.

Que se passe-t-il dans une étoile ? Quel est son rôle dans la galaxie et dans l'économie générale de l'Univers ?Des centrales nucléaires qui transforment les éléments...Les étoiles ont toujours été chères au cœur des poètes et des enfants. L'astrophysique donne une explication rationnelle à cette admiration. Elle révèle que les étoiles sont les mères des atomes. Elles brillent parce qu'elles transmettent les éléments et s'ouvrent comme des fleurs. Elles inséminent l'espace de légions d'atomes qui ont pour nom carbone, azote, oxygène, magnésium, fer, uranium.

Le rôle des glaces en tant qu'archives du climat et les enjeux du réchauffement climatique.Les glaces, cruciales pour le climat et l'environnement.Les glaces, qui sous toutes leurs formes représentent 15 % de la surface du globe, sont cruciales pour l'environnement et le climat. Sans les glaces, le niveau des océans monterait de 70 mètres. Les climats hier et demain.Les glaces permettent également, sur des centaines de milliers d'années, une archéologie du climat du globe. Comment celui-ci a-t-il évolué et comment évoluera-t-il demain sous l'effet de la pollution atmosphérique ?

Un Univers en expansion - La cosmologie est l'étude de l'Univers dans son ensemble. En expansion depuis 15 milliards d'années, son histoire est jalonnée d'événements cosmiques : fabrication de la matière, génération du rayonnement cosmologique, apparition des galaxies... La cosmologie est aujourd'hui devenue une science, relativiste depuis le début du XX° siècle.Une histoire de nos nos connaissances sur l'Univers. Marc Lachièze-Rey retrace ici les grandes lignes de l'évolution des idées et des principes qui fondent nos connaissances sur l'Univers.

Les mutations de la matière depuis les débuts de l'Univers et une explication claire de ce qu'est la radioactivité artificielle. La radioactivité est le phénomène qui explique toutes les mutations de la matière depuis la genèse de l'Univers jusqu'à son état actuel. Étienne Klein, physicien au Commissariat à l'Énergie Atomique, expose ici clairement et simplement les mécanismes de ces mutations. La radioactivité artificielle. Il définit ensuite les différents types de radioactivité et donne, sans parti pris, les outils pour comprendre la radioactivité artificielle et les questions qu'elle pose pour les générations présentes et à venir.

Des objets dévoreurs d'étoiles et de lumière. Les trous noirs sont la plus fascinante découverte de l'astrophysique moderne, déjà devenus objets de légende. Sont-ils réellement les monstres dévoreurs d'étoiles et de lumière ? Sont-ils des objets purement hypothétiques ou une réalité observable ? Aux frontières de l'Univers et aux limites de la physique contemporaine. En répondant à ces questions, Jean-Pierre Luminet conduit l'auditeur à un fabuleux voyage à travers l'espace et le temps. Il nous transporte dans le monde étrange des supernovæ, des sursauteurs X et des quasars.